caracterizaciÓn de la fracciÓn volÁtil de mieles …

1 Instituto Universitario de Ingeniería de Alimentos para el Desarrollo (IUIAD),Departamento

de Tecnología de Alimentos (DTAL), Universidad Politècnica de València, Camino de Vera 14, 46022 València (España). 1

CARACTERIZACIÓN DE LA FRACCIÓN VOLÁTIL DE MIELES COLOMBIANAS

Ricardo Prats Corral, Marisol Juan Borrás, Eva Domenech Antich, Isabel Escriche Roberto1

RESUMEN

El objetivo de esta investigación ha sido caracterizar la fracción volátil de mieles colombianas recolectadas en diferentes zonas geográficas (Andina, Valle interandino, Caribe y Llanos) y evaluar la influencia de su procedencia en la fracción volátil de las mismas. Se han identificado (por GC-MS) un total 27 compuestos volátiles pertenecientes a diferentes familias químicas: 7: alcoholes, 5 aldehídos, 3 hidrocarburos, 4 cetonas, 1 éster, 2 furanos, 1 nitrilo, 1 compuesto sulfurado y 3 terpenos. El perfil de compuestos volátiles ha permitido distinguir mieles en función de la zona geográfica a la que pertenecen, observándose diferencias significativas entre las distintas zonas para 13 de los 27 compuestos identificados. La zona “Andina” y la del “Valle interandino” fueron muy semejantes desde el punto de vista del perfil volátil, la única excepción fue el compuesto Linalool oxide, más abundante en el “Valle interandino”. A su vez, el perfil volátil de ambas zonas andinas (“Andina” y “Valle interandino”) también fue similar al del “Caribe”, aunque destacó en esta última un mayor contenido de 2-Butanol, Toluene y especialmente de Benzaldehyde. La zona de “Llanos” presentó concentraciones más altas para la mayoría de compuestos analizados, aunque algunos compuestos como 3-Hydroxy-2-butanone y 2-Methyl-propanenitrile no se detectaron en ella. Los resultados obtenidos sugieren que la determinación de la fracción volátil de las mieles colombianas podría ser una herramienta útil para diferenciarlas según su zona de recolección.

Palabras clave: mieles colombianas, compuestos volátiles, orígen geográfico.

RESUM

L'objectiu d'esta investigació ha sigut caracteritzar la fracció volàtil de mels colombianes procedents de diferents zones geogràfiques (Andina, Vall

2

transandina, Carib i Plans) i avaluar la influència en la dita fracció en la zona de recol·lecció de les mateixes. S'han identificat (per GC-MS) un total 27 compostos volàtils pertanyents a diferents famílies químiques: 7: alcohols, 5 aldehids, 3 hidrocarburs, 4 cetones, 1 ester, 2 furans, 1 nitril, 1 compost sulfurat i 3 terpens. El perfil de compostos volàtils ha permés distingir mels en funció de la zona geogràfica a què pertanyen, observant-se diferències significatives entre les diferents zones per a 13 dels 27 compostos identificats. La zona "Andina" i la de la "Vall andina" van ser molt semblants des del punt de vista del perfil volàtil, l'única excepció va ser el compost Linalool oxide, més abundant en la "Vall andina". Al seu torn, el perfil volàtil d'ambdós zones andines ("Andina" i "Vall andina") també va ser semblant al del "Carib", encara que destaca en esta última un major contingut de 2-Butanol, Toluene i especialment de Benzaldehyde. La zona de "Plans" presenta concentracions més altes per a la majoria de compostos analitzats, encara que alguns compostos com 3- Hydroxy-2-butanone i 2-Methyl-propanenitrile no es van detectar en ella. Els resultats obtinguts suggereixen que la fracció volàtil de les mels colombianes podria ser una ferramenta útil per a diferenciar-les segons la seua zona de recol·lecció.

Paraules clau: mels colombianes, compostos volàtils, origen geogràfic

ABSTRACT

The aim of this study was to characterize the volatile fraction of Colombian honeys that came from different geographical areas (Andina, Valle interandino, Caribe y Llanos) and to evaluate the influence of this origin in their volatile fraction. 27 total volatile compounds belonging to different chemical families (7: alcohols, 5 aldehydes, 3 hydrocarbons, 4 ketones, 1 ester, 2 furans, 1 nitrile, 1 sulfur compounds and 3 terpenes) were identified. The profile of volatile compounds allowed distinguishing the honeys depending on the geographical origin and a significant difference between the different areas was found for 13 of the 27 compounds identified. The area "Andina" and the "Valle interandino" were very similar from the point of view of the volatile profile. The only exception was the Linalool oxide, which was more abundant in “Valle internadino”. Moreover, the volatile profile of both Andina areas (“Andina” y “Valle interandino”) was also similar to the “Caribe” area, although the latter had higher content of 2-Butanol, Toluene and specially Benzaldehyde. The “Llanos” area showed higher levels for most compounds tested, although some compounds as 3-Hydroxy-2-butanone and 2-Methyl-propanenitrile were not detected in it. The results suggest that the evaluation of the volatile fraction of Colombian honeys could be a useful tool to differentiate them by harvest area.

Key words: Colombian honey, volatile compounds, geographical origin.

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1. INTRODUCCIÓN

Los consumidores aprecian la posibilidad de elegir entre mieles de diferentes orígenes botánicos y geográficos por sus específicas características organolépticas, y en muchos casos por las propiedades organolépticas que se les atribuyen. Esto ofrece a los apicultores, e incluso a la industria la oportunidad de obtener mayores precios por sus productos en comparación con los de las mieles que no tienen una característica específica y que por ello se deben comercializan como milflores.

El perfil aromático es una propiedad esencial de un producto alimenticio, afectando a su calidad organoléptica y a su autenticidad (Careri et al., 1994). En el caso de la miel, tanto el aroma como el sabor dulce son las características organolépticas más importantes. Los compuestos volátiles de las mieles provienen de la generación directa en las plantas y de la acción de abejas y microorganismos (Serra and Ventura, 2003; Bastos & Alves, 2003; Iglesias et al., 2004; Castro-Vázquez et al., 2006). Es por ello que determinados compuestos pueden ser característicos del origen botánico de las mieles. Diferentes autores han demostrado que algunos de estos compuestos se encuentran en la mayoría de las mieles (Verzera et al., 2001; De la Fuente et al., 2005; Radovic et al., 2001; Soria et al., 2002, 2004; Overton & Manura 1999). Sin embargo, a pesar de tener unos compuestos base o característicos del propio alimento, muchas de ellas poseen ciertos compuestos volátiles de las mismas, que les otorgan una diferenciación específica. Por ello, la caracterización del aroma de la miel es un tema de gran interés en el sector de la apicultura, ya que puede aportar un factor de diferenciación al producto.

La composición química de la miel depende mayormente del origen floral del néctar recolectado por las abejas (Roberts et al., 2002). Para la determinación botánica del origen de la miel se ha utilizado tradicionalmente el estudio de las propiedades físico-químicas, organolépticas y el estudio del polen (Melisopalinología), siendo este último el más importante, aunque por el contrario se requiere de personal muy cualificado y con alto grado de experiencia, dando en ocasiones resultados no concluyentes. Numerosos autores han propuesto la caracterización de la fracción volátil mediante GC-MS de las mieles como método para complementar la información dada por el polen. Prueba de ello son los numerosos estudios que se han realizado al respecto (Cuevas-Glory et al.,2007).

Hasta la fecha hay muchos trabajos publicados relacionados con la caracterización de mieles de diferente origen botánico y geográfico, sin

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embargo, no se ha publicado ningún estudio a este respecto sobre mieles colombianas. Por ello, el objetivo de esta investigación ha sido caracterizar la fracción volátil de mieles colombianas procedentes de diferentes zonas geográficas del país (Andina, Valle interandino, Caribe y Llanos) y evaluar la influencia de su procedencia en la fracción volátil de las mismas.

2. MATERIALES Y MÉTODOS

2.1 Materia prima

La información de cada una de las mieles analizadas en el presente trabajo se muestra en la TABLA 1. Esta tabla incluye, para cada muestra, la zona geográfica, la zona de vida (clasificación según comportamiento global bioclimático), el departamento, el municipio y origen botánico (información proporcionada por los apicultores). En la FIGURA 1. sobre el mapa de Colombia se detalla la ubicación de los municipios y las zonas geográficas de procedencia de las diferentes muestras.

Las cuencas Andinas se ubican a una altitud de entre 1.900 y 2.700 metros. Son zonas de transición entre las especies de la selva del Orinoco y el Amazonas y las de la selva andina y Andina. Las especies botánicas más características de estas zonas son: las Lauráceas, musgos, hepáticas, líquenes y helechos, orquídeas, Bromeliáceas y Ericáceas

La zona de Valle Interandino incluye diferentes regiones: el Alto Magdalena, el Alto Cauca, el cañón del Chicamocha y las cuencas secas de los ríos Dagua y Patía. Estas regiones se suelen encuentran entre 200 y 1500 m, aunque a veces se pueden situar a mayor altura. La temperatura media de esta zona es de 25 ºC. Las zonas de vida predominantes son conocidas como “bosque húmedo tropical” y “bosque seco tropical”. La vegetación es bosque, matorrales y sabana.

La zona de Caribe presenta una temperatura media anual de 25 °C. La precipitación se sitúa entre 700 y 2.000 mm, presentando tres o más meses secos al año. Se caracteriza por poseer especies con importantes estrategias adaptativas, como respuesta principalmente a la estacionalidad climática, entre ellas destaca la presencia de especies deciduas caducifolia: Leguminosas, Bignoniaceas, Malvaceas, Apocynaceas y Capparaceas.

5

FIGURA 1. Mapa de Colombia con la ubicación de los municipios y las zonas geográficas de las que procedían las mieles.

C

A LL

V

6

La región de “Llanos” (o de la Orinoquía), tiene el ecosistema característico de una planicie. La temperatura media anual es de 27ºC. Esta zona tiene un clima intertropical lluvioso de sabana. En las llanuras la flora está constituida por vegetación xerofítica (árboles pequeños, arbustos achaparrados de hojas duras y rígidas, Gramíneas y diferentes especies de Leguminosas adaptadas a la sequedad), aunque también aparecen algunas plantas leñosas. En esta zona es común la presencia de flores tales como orquídeas, campanilla, girasol y la cayera.

Las mieles utilizadas en este estudio procedentes de las distintas zonas geográficas de Colombia fueron: 21 muestras de la zona “Andina” (A), 10 muestras de la zona “Valle Interandino” (V), 12 muestras de la zona “Caribe” (C) y 9 muestras de la zona “Llanos” (LL).

TABLA 1. Zona geográfica, zona de vida, departamento, municipio e información del origen botánico proporcionada por los apicultores

Muestra Zona geográfica zona de

vida departamento municipio origen botánico

A1 Andina bmh-MB Boyacá Paipa Roble

A2 Andina bh-PM Cundinamarca Pacho

A3 Andina bh-PM Cundinamarca Pacho

A4 Andina bs-MB Boyacá Nuevo Colon

Frutas de hoja- Caduca

A5 Andina bs-MB Boyacá Nuevo Colon

Frutas de hoja- Caduca

A6 Andina bh-PM Boyacá Miraflores

A7 Andina bh-PM Boyacá Zetaquira

A8 Andina bh-PM Boyacá Zetaquira

A9 Andina bs-MB Cundinamarca Bogotá Eucalipto/Carreton



A12 Andina bs-MB Boyacá Sogamoso Eucalipto/Carreton

A13 Andina bs-MB Boyacá Firavitova Eucalipto

A14 Andina bs-MB Boyacá Firavitova Eucalipto

A15 Andina bs-MB Boyacá Paipa Eucalipto

A16 Andina bs-MB Boyacá Paipa Eucalipto

A17 Andina bh-MB Boyacá Sotaquirá

A18 Andina bh-MB Boyacá Sotaquirá



7

A21 Andina bmh-PM Huila San Agustín

V1 Valle interandino bh-T Tolima Mariquita Caracoli-Teca-Matarraton

V2 Valle interandino bh-PM Tolima Fresno

V3 Valle interandino bh-T Tolima Mariquita Citricos

V4 Valle interandino bmh-PM Huila San Agustín Multifloral

V5 Valle interandino bm-T Huila Gigante Multifloral

V6 Valle interandino bh-T Tolima Chaparral Costillo

V7 Valle interandino bh-T Tolima Chaparral Costillo

V8 Valle interandino bh-T Ataco Platanillo Arrayan-Chilco

V9 Valle interandino bh-PM Valle del Cauca

El Cairo Arbol loco/Café

V10 Valle interandino bh-PM Huila Palestina

C1 Caribe bs-T Sucre Corozal

C2 Caribe bms-T Cesar Valledupar Campanita

C3 Caribe bs-T Bolivar Carmen de Bolivar

Campanita


Campanita



C7 Caribe bs-T Sucre Sincelejo

C8 Caribe bms-T Bolivar San Jacinto

C9 Caribe bs-T Córdobar Montería

C10 Caribe bms-T Bolivar San Jacinto

C11 Caribe bms-T Cesar Valledupar Campanita

C12 Caribe bms-T Bolivar San JAcinto

LL1 Llanos bh-T Casanare Villanueva Acacio magnum




LL5 Llanos bh-T Casanare Villanueva Eucalipto/Pino

LL6 Llanos bh-T Casanare Villanueva Eucalipto/Pino

LL7 Llanos bh-T Arauca Arauca

LL8 Llanos bh-T Arauca Arauca

LL9 Llanos bh-T Casanare Villanueva Melipona

8

Las características de las zonas de vida (según el sistema de clasificación de Holdridge) se detallan en la TABLA 2. Este sistema clasifica las diferentes áreas terrestres según su comportamiento global bioclimático teniendo en cuenta los efectos biológicos de la temperatura y las precipitaciones en la vegetación (Holdridge, L. R et al., 1971).

TABLA 2. Características de las zonas de vida.

Zona de vida Siglas Temperatura media anual

(°C)

Precipitación media anual

(mm)

Bosque seco tropical bs-T 700 - 2000

Bosque seco montano bajo bs-MB 12 - 18 500 - 1000

Bosque muy seco tropical bms-T > 24 500 y 1000

Bosque muy húmedo premontano bmh-PM 18 - 24 2000 y 4000

Bosque muy húmedo montano bajo bmh-MB 12 - 18 2000 - 4000

Bosque húmedo tropical bh-T > 24 2000 y 4000

Bosque húmedo premontano bh-PM 18 - 24 1100 - 1200

Bosque húmedo montano bajo bh-MB > 12 1000 - 2000

2.2. Análisis de los compuestos volátiles

2.2.1. EXTRACCIÓN

La extracción de la fracción volátil de las muestras de miel, se llevó a cabo mediante el método de “purga y trampa” (Overton y Manura, 1994; Escriche et al., 2009; Escriche et al., 2011). Para ello, se pesan 20g de miel en el tubo de vidrio con cuello esmerilado y se añaden 200μL de patrón interno (2-pentanol, 0.01 mg/mL). Se eligió este compuesto como patrón interno, por su miscibilidad con el agua y por lo tanto con la miel, y por no estar presente en las muestras analizadas. Para conseguir la total homogeneización de la miel con el patrón interno se introducía el tubo en un baño de ultrasonidos durante 5 minutos. Posteriormente el tubo con la miel se introducía en un baño termostatado (Grant, Gd 100, Cambrigde, England) a 45ºC hasta la altura de la muestra. Se hacía circular nitrógeno a través de la muestra para provocar el arrastre de los compuestos volátiles. El caudal constante de 100mL/min, se verificaba con un caudalímetro (ADM 1000, Agilent; Wilmington, USA). El burbujeo del gas sobre la muestra facilitaba la liberación de los compuestos

9

volátiles. En el extremo del montaje se colocaba el tubo en el que se atrapaba la fracción volátil liberada (relleno con 150 mg del material de adsorción, TenaxTA 20-35 mesh. Transcurridos 20 minutos se procedía a la desorción de los compuestos retenidos en la matriz de Tenax, utilizando para ello un desorbedor térmico Turbomatrix TD (Perkin Elmer, Wellesley, USA). La desorción es realizaba a 220ºC durante 10 minutos. Los compuestos volátiles retenidos en la trampa fría a -30ºC se transferían directamente a la cabeza de la columna por calentamiento durante 1 minuto de la trampa fría hasta los 250ºC.

2.2.2. ANÁLISIS GS-MS

La separación de los compuestos volátiles se llevaba a cabo en un cromatógrafo de gases (Trace GC 2000), equipado con una columna capilar DBWax (SGE) (60m x 0.35mm; 1 µm). Los compuestos eran arrastrados por el gas portador (Helio, 1mL min-1), a la vez que se realizaba una rampa de temperatura entre 40ºC y 240ºC. Una vez separados los distintos compuestos, éstos pasaban al espectrómetro de masas (Finnigan TRACE MS, software Xcalibur). El impacto electrónico se realizó a 70eV con un rango de masas de m/z 41-457. Los análisis de todas las muestras de miel se realizaban por triplicado.

Los compuestos volátiles se identificaron de la siguiente forma:

1. Utilizando la base de datos de la Librería NIST (National Institute of Standards and Technology, 2002) proporcionada por el software del GC-MS.

2. Calculando los Índice de Kovats de cada compuesto (Índices de retención relativos) y comparándolos con datos bibliográficos (Kondjoyan y Berdagué, 1996; Radovic et al., 2001; Soria et al. 2004; De la Fuente et al., 2005; Bianchi et al., 2005; Alissandrakis, et al., 2005). Estos índices se obtienen a partir de los tiempos de retención de un conjunto de alcanos específicos C8-C20 (Fluka Buchs, Schwiez, Switzerland), pinchados en las mismas condiciones cromatografías que las muestras (1).

ztt

ttRI

zRzR

zRiR100100

)()1(

)()(

(1)

Siendo: RI= Índice de Kovats (índice de retención). RI(i): Índice relativo de retención de la sustancia i.

10

R(i): Tiempo de retención del alcano z. Z: Número de átomos de carbono en el alcano z. R(z): Tiempo de retención del alcano z. R(z+1): Es el tiempo de retención del alcano.

3. Comparando los tiempos de retención de los compuestos volátiles obtenidos de las muestras con los de patrones puros cuando se disponía de ellos (2-Methyl-1-propanol, 2-Methyl-1-butanol + 3-Methyl-1-butanol, Benzaldehyde, Heptane, Octane, 3-Hydroxy-2-butanone, Furfural, Dimethyl sulfide, D-limonene).

Los resultados se expresaron en µg de compuesto por g de miel, considerando los factores de respuesta de cada compuesto como 1. Para el cálculo se consideró el área relativa de cada compuesto en relación al área del patrón interno.

Los compuestos se muestran en inglés en este estudio tal y como aparecen en la librería NIST.

2.3. Análisis estadístico

El análisis de la varianza (ANOVA) (α=0.05) realizado para cada compuesto se llevó a cabo con el programa Statgraphics Centurión XVI versión 16.1.15, considerando como factor la zona geográfica. El análisis de Componentes Principales (PCA) se realizó con el programa Unscrambler versión 10 (CAMO 2011).

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

3.1. Identificación de los compuestos de la fracción volátil

La TABLA 3. muestra los 27 compuestos identificados en las muestras de mieles procedentes de las cuatro zonas geográficas anteriormente comentadas, agrupados en las diferentes familias químicas a las que pertenecen: alcoholes (7), aldehídos (5), hidrocarburos (3), cetonas (4) ésteres (1), furanos (2), nitrilos (1), compuestos sulfurados (1), y terpenos (3).

11

Además, la tabla muestra para cada compuesto el número de pico correspondiente al que aparece en los cromatogramas, el rango de tiempos de retención (TR) (en los que los compuestos aparecen en los diferentes cromatogramas), el rango de los índices de Kovats (IK) (calculados para cada compuesto), así como el procedimiento utilizado para la identificación de todos los compuestos. En la figura FIGURA 2. se muestra un ejemplo de cromatograma para cada una de las diferentes zonas geográficas.

TABLA 3. Identificación de compuestos volátiles de las mieles colombianas.

Compuestos volátiles Nº pico TR IK cal Identificación

Alcohols

2-Propanol 11 4.76-6.37 862-916 MS;KI

Ethanol 12 5.04-6.62 878-926 MS;KI

2-Butanol 15 7.84-9.36 990-1020 MS;KI

2-Methyl-3-buten-2-ol 16 8.32-9.87 1006-1036 MS;KI

2-Methyl-1-propanol 18 10.3-11.92 1067-1106 St;MS;KI

1-Butanol 19 11.41-12.94 1126-1161 MS;KI

2-Methyl-1-butanol + 3-Methyl-1-butanol

21 13.42-15.38 1175-1268 St;MS;KI

Aldehydes

Acetaldehyde 2 0.56-2.6 715-761 MS;KI

2-Methyl propanal 5 1.93.85 752-794 MS;KI

2-Methyl butanal + 3-Methyl butanal

10 4.38-6.09 840-906 MS;KI

Benzaldehyde 25 20.81-22.69 1450-1516 St;MS;KI

Benzenacetaldehyde 27 24.48-25.65 1567-1634 MS;KI

Hydrocarbon

Heptane 1 1.23-2.42 736-757 St;MS;KI

Octane 4 1.38-3.36 737-781 St;MS;KI

Toluene 17 8.65-10.04 1017-1042 MS;KI

Ketones

Acetone 6 2.04-3.97 755-797 MS;KI

2-Butanone 9 4.31-5.72 836-891 MS;KI

12

2,3-Butanedione o 2-Pentanone

13 6.41-7.92 937-973 MS;KI

3-Hydroxy-2-butanone 22 14.12-15.82 1244-1271 St;MS;KI

Ésters

Ethyl acetate 7 3.53-5.29 796-868 MS;KI

Furanes

2-Methyl furan 8 3.72-5.49 802-879 MS;KI

Furfural 24 20.15-22.01 1379-1436 St;MS;KI

Nitriles

2-Methyl-propanenitrile 14 7.35-8.25 972-1004 MS;KI

Sulphur Compounds

Dimethyl sulfide 3 0.99-3.01 727-772 St;MS;KI

Terpenes

D-limonene 20 12.32-13.88 1156-1201 St;MS;KI

Linalool oxide 23 16.78-18.53 1350-1409 MS;KI

3,7-Dimethyl-1,5,7-octatrien-3-ol (Hotrienol)

26 22.26-24.17 1497-1563 MS;KI

TR: tiempo de retención; IK cal: índices de Kovats calculados; MS: Comparación de espectros con los de la librería NIST; IK: Comparación con índices de Kovats; St: Comparación con patrones puros.

13

FIGURA 2. Ejemplo de cromatogramas (GC-MS) de los perfiles de compuestos volátiles de mieles colombianas procedentes de las regiones de diferentes regiones geográficas: (A) Andina, (B) Valle Interandino, (C) Llanos y (D) Caribe. Los números que aparecen en los picos se corresponden con los compuestos mostrados en la TABLA 3.

RT: 0,00 - 26,08

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

Time (min)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

Re

lative

Ab

un

da

nce

5,8924,27

15,13

12,33

21,25

7,1717,824,563,230,86 21,925,34 11,22

18,951,90 25,562,28 23,396,621,869,14 14,47 22,058,62 9,27

13,25 18,07 19,67 19,797,701,16 16,364,10 16,780,70

NL:

1,82E7

TIC MS

MM 71 C

RT: 0,00 - 26,15

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

Time (min)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

Re

lative

Ab

un

da

nce

5,95

12,19

24,31

21,8921,27

26,03

3,36

25,3315,05

3,24 11,19 23,4217,775,43 22,09

5,34 18,9310,761,04 7,24 14,652,42 10,39 21,079,32 20,124,67 18,058,66 13,086,40 14,43 17,4816,120,90

NL:

7,52E6

TIC MS M

22 A

RT: 0,00 - 26,13

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

Time (min)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

Re

lative

Ab

un

da

nce

18,53

6,09

6,62

19,9722,697,92

3,01 20,3115,82

22,813,97

5,97 22,233,85 20,42 26,1011,92 25,13

12,942,60 19,05 24,179,87 22,0111,261,62 5,72 9,36 17,8315,3813,885,49 16,999,187,061,450,81

NL:

9,92E6

TIC MS M

34 D1

RT: 0,00 - 26,17

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

Time (min)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

Re

lative

Ab

un

da

nce

6,00

15,10

3,3311,232,39

17,82

4,65

21,98

7,25 8,13 9,20

18,991,97 12,245,73 21,30 26,1225,3910,56 24,4018,338,69 23,450,98 12,63

19,2713,16 20,1517,1316,454,440,92

NL:

2,32E7

TIC MS M

12 A

A

B

C

D

14

3.2. Influencia de la zona geográfica en la fracción volátil

Con la finalidad de evaluar el comportamiento de cada compuesto individualmente, en relación a la zona geográfica de procedencia de las mieles, se realizó un ANOVA simple. La TABLA 4. muestra los valores medios obtenidos, deviaciones estándar, grupos homogéneos y significación resultante del ANOVA.

Del análisis de los resultados obtenidos se observa que para 14 de los 27 compuestos identificados (2-Propanol; Ethanol; 2-Butanol; 2-Methyl-1-propanol; Acetaldehyde; Benzenacetaldehyde; Heptane; Acetone; 3-Hydroxy-2-butanone; Ethyl acetate; Dimethyl sulfide; Linalool oxide; 3,7-Dimethyl-1,5,7-octatrien-3-ol y 2-Methyl-propanenitrile) no se encontraron diferencias significativas respecto de la zona geográfica. Para el resto de compuestos, sí que se encontraron diferencias significativas entre las diferentes zonas geográficas.

Al analizar los grupos homogéneos del ANOVA se pueden apreciar algunas semejanzas o diferencia en el perfil volátil de determinadas zonas. Es de destacar que en la zona de “Llanos”, en general, la concentración de la mayoría de compuestos es más alta que en las otras tres zonas, destacando una diferencia significativa con ellas en 12 compuestos: 2-Methyl-3-buten-2-ol; 1-Butanol; 2-Methyl-1-butanol + 3-Methyl-1-butanol; 2-Methyl propanal; 2-Methyl butanal + 3-Methyl butanal; Octane; Toluene; 2-Butanone; 2,3-Butanedione; 2-Methyl furan; Furfural; D-limonene. Únicamente dos compuestos (3-Hydroxy-2-butanone y 2-Methyl-propanenitrile) no se detectaron en la zona de “Llanos” y sí en las otras tres.

Las zonas “Andina” y la del “Valle interandino” son muy semejantes desde el punto de vista del perfil volátil ya que prácticamente no hay diferencias significativas entre los compuestos analizados. La única excepción fue el Linalool oxide, más abundante en la del “Valle interandino”.

El perfil volátil de ambas zonas andinas (“Andina” y “Valle interandino”) es relativamente semejante a del “Caribe”, destacando la mayor abundancia significativa en la zona “Caribe” del Benzaldehyde. Algunos compuestos como el 2-Butanol y el Toluene, aunque presentaron una concentración algo mayor en la zona “Caribe”, sin embargo, diferian significativamente de ambas zonas andinas.

15

TABLA 4. Áreas relativas (medias y desviaciones estándar) de los compuestos volátiles (g/g miel; considerando factores de respuesta=1) y resultado del ANOVA (grupos homogéneos: letras; F-ratio y significación estadística) según zona geográfica.

Compuestos volátiles ZONA GEOGRÁFICA ANOVA F-ratio

ALTO-

ANDINA VALLE-

INTERANDINO CARIBE LLANOS

Alcohols

2-Propanol 0.29 (0.23)ab

0.20 (0.13)a 0.17 (0.29)

a 0.64 (0.79)

b 2.23

ns

Ethanol 9.19 (6.37)a 9.00 (6.29)

a 9.13 (7.54)

a 9.69 (11.19)

a 0.01

ns

2-Butanol 0.17 (0.16)a 0.16 (0.12)

a 0.23 (0.15)

ab 0.45 (0.45)

b 2.39

ns

2-Methyl-3-buten-2-ol 0.42 (0.52)a 0.10 (0.07)

a 0.27 (0.52)

a 1.46 (1.40)

b 4.73

**

2-Methyl-1-propanol 1.29 (1.36)a 0.96 (0.69)

a 1.71 (1.96)

a 2.81 (2.82)

a 1.29

ns

1-Butanol 0.08 (0.07)a 0.07 (007)

a 0.08 (0.04)

a 0.26 (0.06)

b 3.90

*

2-Methyl-1-butanol + 3-Methyl-1-butanol

1.77 (1.48)a 1.28 (1.07)

a 2.49 (2.63)

a 9.04 (6.40)

b 10.30

***

Aldehydes

Acetaldehyde 0.31 (0.33)a 0.18 (0.27)

a 0.24 (0.22)

a 0.28 (0.23)

a 0.23

ns

2-Methyl propanal 0.13 (0.09)a 0.20 (0.11)

a 0.10 (0.07)

a 0.50 (0.69)

b 3.94

*

2-Methyl butanal + 3-Methyl butanal 0.51 (0.41)a 0.31 (0.35)

a 0.34 (0.17)

a 15.81 (13.23)

b 22.23

***

Benzaldehyde 0.05 (0.04)a 0.11 (0.10)

ab 0.18 (0.13)

b 0.13 (0.15)

ab 4.49

**

Benzenacetaldehyde 0.08 (0.08)a 0.11 (0.10)

a 0.16 (0.14)

a 0.06(0.11)

a 1.39

ns

Hydrocarbon

Heptane 0.06 (0.11)a 0.08 (0.12)

a 0.02 (0.02)

a 0.04 (0.05)

a 0.64

ns

Octane 0.17 (0.18)a 0.06 (0.06)

a 0.04 (0,05)

a 0.53 (0.51)

b 5.89

**

16

Toluene 0.07 (0.07)a 0.08 (0.04)

a 0.14 (0.12)

ab 0.24 (0.26)

b 3.43

*

Ketones

Acetone 0.95 (0.84)a 0.39 (0.29)

a 0.76 (1.52)

a 0.84 (1.16)

a 0.75

ns

2-Butanone 0.09 (0.08)a 0.05 (0.02)

a 0.16 (0.20)

a 0.60 (0.68)

b 7.08

***

2,3-Butanedione ó 2-Pentanone 1.69 (2.20)a 0.70 (0.47)

a 0.49 (0.53)

a 4.306 (1.80)

b 4.17

*

3-Hydroxy-2-butanone 1.66 (2.409)a 0.61 (0.53)

a 0.61 (0.86)

a <0.00 1.38

ns

Ésters

Ethyl acetate 1.15 (1.44)a 0.71 (0.69)

a 1.41 (1.28)

a 0.38 (0.59)

a 0.76

ns

Furanes

2-Methyl furan 0.02 (0.02)a 0.09 (0.60)

ac 0.03 (0.05)

ab 0.17 (0.24)

c 5.48

**

Furfural 0.44 (0.38)a 0.63 (0.63)

a 0.44 (0.36)

a 5.36 (3.31)

b 27.06

***

Nitriles

2-Methyl-propanenitrile 0.03 (0.06)b 0.15 (0.15)

b 0.25 (0.56)

b <0.001 1.72

ns

Sulphur Compounds

Dimethyl sulfide 0.91 (1.20)a 0.95 (1.35)

a 0.46 (0.97)

a 1.04 (1.78)

a 0.29

ns

Terpenes

D-limonene 0.13 (0.10)a 0.12 (0.09)

a 0.11 (0.06)

a 0.43 (0.33)

b 6.20

**

Linalool oxide 0.23 (0.19)a 1.22 (1.89)

b 0.62 (0.15)

ab 0.96 (0.63)

ab 2.67

ns

3,7-Dimethyl-1,5,7-octatrien-3-ol (Hotrienol)

0.40 (0.77)a 0.37 (0.27)

a 0.97 (1.55)

a 0.23 (0.22)

a 0.94

ns

nd: <0.001; ns: no hay diferencias significativas; * p < 0.05; ** p < 0.01; *** p < 0.001

17

Después de la observación individual de cada compuesto, se ha realizado un análisis PCA con la finalidad de evaluar el efecto global que, sobre la fracción volátil total, tienen las zonas geográficas objeto de estudio. La FIGURA 3. muestra los gráficos del PCA obtenidos: gráfico de las puntuaciones (scores) y el gráfico de cargas (loading).

En el gráfico de puntuaciones la proximidad entre muestras implica un similar comportamiento en el perfil volátil. En este gráfico el PC1 representa el 43% de la variabilidad de los datos. Este eje influye decisivamente en la separación de las mieles de la zona andina del resto. Sin embargo, no se observa distinción entre las mieles “Andinas” (A) y las del “Valle interandino” (V). Este hecho se corresponde con lo observado anteriormente en el estudio individual de cada compuesto. Es de destacar que 4 de las muestras de “Caribe” (C3, C4, C5 y C6) están separadas del resto de las de su zona, encontrándose situadas junto a las andinas de bosque seco (A9 a A16). De la mima forma, las muestras andinas A4 y A5 (de bosque seco) están próximas al grupo de “Caribe” de bosque muy seco. Este hecho refleja una cierta influencia del clima en la ubicación de las muestras. El PC2 (con un 17% de la variabilidad de los datos) diferencia las mieles del “caribe”(C) de la de los “Llanos” (LL).

Observando el gráfico de loading, en el que se representan las variables, se aprecia que las mieles andinas son menos ricas en la práctica totalidad de los compuestos volátiles identificados, ya que éstos con la única excepción del 3,7-dimethyl-1,5,7-octatrien-3-ol (hotrienol) se encuentran situados en el cuadrante derecho, opuesto a la ubicación de éstas muestras. Sin embargo, la observación de la concentración de este compuesto en cada una las diferentes muestras de “Caribe” analizadas nos indica que la ubicación del mismo en el cuadrante izquierdo se debe fundamentalmente a que el hotrienol es muy abundante únicamente en determinadas mieles de esta zona: C3, C4, C5 y C6.

Algunos compuestos como Benzaldehyde, 2-Butanol y Toluene, entre otros situados en el cuadrante superior derecho, contribuyen en la separación de las mieles de “Caribe”. De la misma forma, los compuestos situados en el cuadrante inferior derecho contribuyen fundamentalmente en la separación de las mieles de “Llano”, por su especial abundancia en ellas.

18

FIGURA 3. Análisis de Componentes Principales realizado sobre los compuestos volátiles identificados. (a) gráfico de puntuaciones para las distintas zonas geográficas (scores); (b) gráfico de cargas (loadings).para los compuestos.

4. CONCLUSIONES

En mieles colombianas procedentes de cuatro zonas geográficas (Andina, Valle interandino, Caribe y Llanos) se han identificado por GC-MS 27 compuestos volátiles: 7 alcoholes, 5 aldehídos, 3 hidrocarburos, 4 cetonas, 1 éster, 2 furanos, 1 nitrilo, 1 compuesto sulfurado y 3 terpenos.

ANDINA Y

VALLE INTERANDINO CARIBE

LLANOS

19

El perfil de compuestos volátiles ha permitido distinguir mieles en función de la zona geográfica a la que pertenecen, observándose diferencias significativas entre las diferentes zonas geográficas para 13 de los 27 compuestos identificados.

Las zonas “Andina” y la del “Valle interandino” son muy semejantes desde el punto de vista del perfil volátil, la única excepción fue el compuesto Linalool oxide, más abundante en el “Valle interandino”.

El perfil volátil de ambas zonas andinas (“Andina” y “Valle interandino”) es relativamente semejante a la del “Caribe”, aunque destaca en esta última un mayor contenido de 2-Butanol, Toluene, y especialmente de Benzaldehyde.

La zona de “Llanos” presenta concentraciones más altas para la mayoría de compuestos analizados, aunque algunos compuestos como 3-Hydroxy-2-butanone y 2-Methyl-propanenitrile no se detectaron en ella.

5. REFERENCIAS

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